CN102207053B - 一种发动机起动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机起动机，包括电动机、减速机构、驱动齿轮以及前端盖，所述电动机与减速机构连接，所述减速机构连接有一驱动轴，所述驱动轴上设置有与驱动轴配合的可沿驱动轴的轴向方向移动的驱动齿轮，其特征在于：所述发动机起动机还包括一磁性组件，所述磁性组件包括第一磁性件和第二磁性件，所述第一磁性件设置在驱动齿轮上，所述第二磁性件设置在前端盖的与驱动齿轮处于初始位置时的第一磁性件相对应的且相互错开达到力平衡的位置上，所述第一磁性件和第二磁性件具有相互排斥的磁力；所述的发动机起动机还包括复位组件，所述驱动齿轮通过复位组件与驱动轴连接。

Description

一种发动机起动机

技术领域

本发明涉及一种车辆用的起动机，尤其涉及一种车辆用的发动机起动机。 

背景技术

目前在起动机行业中，发动机起动机主要包括电动机、驱动齿轮、单向离合器、驱动拨叉、电磁开关等，起动控制装置主要由点火开关、起动继电器及连接电路等组成。并且，起动机依靠电磁开关来实现三个功能：1、将驱动齿轮拨出，同时，给电动机低速旋转提供电流，与发动机飞轮啮合；2、在驱动齿轮与发动机飞轮啮合后，同时给电动机通电，使电动机高速旋转，从而带动飞轮旋转，起动发动机；3、在起动结束后，能使驱动齿轮迅速脱离飞轮，从而保护起动机；同时，断开电动机的电流。 

但是，上述传统的起动机由于存在电磁开关、单向离合器、驱动拨叉等部件，使其结构复杂、制造成本高、体积相对较大；而且在发动机上仅有的空间中，电磁开关占据了很大一部分的有限空间，进而占据其他零部件的装配空间。 

发明内容

为解决现有技术中发动机起动机部件繁多，结构复杂，占有空间大的问题，本发明提供了一种结构简单的、体积较小、占用空间小的发动机起动机。 

本发明提供了一种发动机起动机，包括电动机、减速机构、驱动齿轮以及前端盖，所述电动机与减速机构连接，所述减速机构连接有一驱动轴，所述驱动轴上设置有与驱动轴配合的可沿驱动轴的轴向方向移动的驱动齿轮， 其中，所述发动机起动机还包括一磁性组件，所述磁性组件包括第一磁性件和第二磁性件，所述第一磁性件设置在驱动齿轮上，所述第二磁性件设置在前端盖的与驱动齿轮处于初始位置时的第一磁性件相对应的且相互错开的位置上，所述第一磁性件和第二磁性件具有相互排斥的磁力；所述的发动机起动机还包括复位组件，所述驱动齿轮通过复位组件与驱动轴连接。 

所述驱动齿轮在磁性组件、复位组件和驱动轴的共同作用下，实现与发动机飞轮的啮合；在磁性组件、驱动轴、复位组件以及发动机飞轮的共同作用下，实现与发动机飞轮的完全啮合以及驱动齿轮的回到初始位置。当起动机未工作时，所述第一磁性件与第二磁性件磁力相互排斥而错开且产生较强的磁力，而所述驱动齿轮在起动机开始工作时由第一磁性件与第二磁性件的磁力矩作用下，且在驱动轴对驱动齿轮产生的旋转力矩以及复位组件产生的扭转力矩的合力的共同作用力下而沿驱动轴的轴向方向上移动，直至驱动齿轮移动到与发动机飞轮相啮合的临界点时，所述驱动齿轮或与所述发动机飞轮顺利啮合，或所述驱动齿轮与发动机飞轮在相啮合的临界点发生打齿时，所述驱动轴对驱动齿轮的旋转力矩和复位组件产生的扭转力矩的合力的共同作用力，克服第一磁性件与第二磁性件的磁力矩，使驱动齿轮产生旋转直至与发动机飞轮顺利啮合；所述发动机飞轮的转速超过驱动齿轮的转速时，在复位组件的回复扭转力矩的作用下，使齿轮在旋转过程中将朝着电动机的方向退出与发动机飞轮的啮合，直至被拉回至其在驱动轴的初始位置上。 

作为进一步改进，所述复位组件包括第一弹簧压盖、第二弹簧压盖和弹簧，所述弹簧一端通过第一弹簧压盖固定在驱动齿轮上，所述弹簧另一端通过第二弹簧压盖固定在驱动轴上，所述驱动齿轮处于初始位置时所述弹簧处于原始状态。 

作为进一步改进，所述第一弹簧压盖和第二弹簧压盖分别设置有第一压槽和第二压槽，所述弹簧两端分别通过第一压槽和第二压槽固定在驱动齿轮上和驱动轴上。

作为进一步改进，所述第一弹簧压盖具有第一通孔，所述第二弹簧压盖具有第二通孔，所述驱动轴穿过第一通孔和第二通孔。 

作为进一步改进，所述第一磁性件与第二磁性件相对的两表面的磁极相同，初始位置，第一磁性件和第二磁性件之间是相互错开的。 

作为进一步改进，所述第一磁性件与第二磁性件之间间隙设置。 

作为进一步改进，所述驱动齿轮具有用于与发动机飞轮相啮合的齿轮部以及径向较大部，所述驱动齿轮的径向较大部位于驱动齿轮的临近减速机构的一侧。 

作为进一步改进，所述驱动齿轮具有一中心孔，所述驱动轴穿过所述中心孔，所述中心孔的位于径向较大部的部分具有内斜齿。 

作为进一步改进，所述驱动轴具有一法兰端、斜齿部以及光轴部，所述驱动轴通过该法兰端与减速机构连接，所述驱动轴通过该斜齿部与驱动齿轮的内斜齿配合。 

作为进一步改进，所述驱动轴的支撑在前端盖上的光轴部一端还设置有一用于限制驱动齿轮轴向移动的挡环。 

作为进一步改进，所述第一磁性件设置在所述驱动齿轮径向较大部的外表面；所述第二磁性件设置在前端盖内表面的与驱动齿轮处于初始位置时的第一磁性件的相对应的且相互错开达到力平衡的位置上。 

作为进一步改进，所述第一磁性件为多个且周向等间距地设置在驱动齿轮的径向较大部的外表面，所述第二磁性件为多个且周向等间距地设置在前端盖的内表面。 

作为进一步改进，所述第一磁性件和第二磁性件的截面形状均为T型，均设置为弧形的板状结构；所述的驱动齿轮径向较大部与前端盖内表面分别设置有用于与第一磁性件和第二磁性件配合安装的弧形的T型槽结构。 

本发明提供的发动机起动机，利用了具有磁力作用的磁性组件，以及复位组件合理的设置在起动机内部结构中，替代传统发动机起动机中的电磁开关、单向离合器、驱动拨叉等众多部件，不但减化了起动机的结构，降低了制造成本，而且大大的减小了起动机的体积，有利于其它部件在发动机上有限空间内的布局和安装。 

附图说明

图1是本发明的发动机起动机的一种实施方式的在发动机起动机未工作时的结构爆炸示意图； 

图2是本发明的发动机起动机的一种实施方式的在发动机起动机工作时结构爆炸示意图； 

图3是本发明的发动机起动机的旋转轴的结构示意图； 

图4是本发明的发动机起动机的一种实施方式的结构示意图； 

图5是本发明的发动机起动机的一种实施方式的部分结构示意图； 

具体实施方式

下面将通过具体实施方式并结合附图来对本发明进行详细说明。 

如图1至图3所示，根据本发明的发动机起动机的一种实施方式，包括电动机1、减速机构(本实施例未示出)以及前端盖2，所述的减速机构本实施方式中采用行星齿轮机构，所述的行星齿轮机构可以为现有技术中所公知的技术，包括太阳轮、行星轮以及行星架等，本发明就不再详细描述。所述电动机1的输出轴与行星齿轮机构连接，所述的行星齿轮机构可以设置于电动机1的壳体内，所述行星齿轮机构连接有一驱动轴4，所述驱动轴4上设置有斜齿，所述驱动轴4上还设置有与驱动轴4斜齿配合的可沿驱动轴4的轴向方向移动的驱动齿轮3，更好地，所述前端盖2上设有一支撑孔20， 所述驱动轴4一端通过该支撑孔20可转动地支撑在前端盖上2，所述前端盖2上还设置有一缺口21，所述驱动齿轮3通过该缺口21可实现与发动机飞轮的啮合。其中，所述发动机起动机还包括一磁性组件，所述磁性组件包括第一磁性件5和第二磁性件6，所述第一磁性件5设置在所述驱动齿轮3上，所述第二磁性件6设置在前端盖2的与驱动齿轮3处于初始位置时的第一磁性件5的相对应的且相互错开达到力平衡的位置上，所述第一磁性件5和第二磁性件6具有相互吸引排斥的磁力，因此，会相互错开而达到力平衡。所述的发动机起动机还包括复位组件，所述驱动齿轮3通过复位组件与驱动轴4连接。所述驱动齿轮3在磁性组件、复位组件和驱动轴4的共同作用下，实现与发动机飞轮的啮合；在磁性组件、驱动轴4、复位组件以及发动机飞轮的共同作用下，实现与发动机飞轮的完全啮合以及驱动齿轮3的回到初始位置。请一并参阅图5，当起动机未工作时，所述第一磁性件5与第二磁性件6磁力相互排斥而错开且产生较强的磁力进而达到一个力平衡的状态，当起动机开始工作时，电动机1开始工作，所述驱动齿轮3在第一磁性件5与第二磁性件6磁性作用下产生的磁力矩，且在驱动轴4对驱动齿轮3产生的旋转力矩以及复位组件产生的扭转力矩的合力的共同作用下，使驱动齿轮3沿驱动轴4的轴向方向上移动，直至当驱动齿轮3移动到与发动机飞轮相啮合的临界点时，所述驱动齿轮3或与所述发动机飞轮顺利啮合，或当所述驱动齿轮3与发动机飞轮在相啮合的临界点发生打齿时，所述驱动轴4对驱动齿轮3的旋转力矩和复位组件产生的扭转力矩共同作用，克服第一磁性件5与第二磁性件6的磁力矩，使驱动齿轮3产生旋转直至与发动机飞轮顺利啮合；当驱动齿轮3与发动机飞轮完全啮合时，所述驱动齿轮3不再作轴向移动，而在驱动轴4的旋转驱动下带动发动机飞轮旋转。所述的第一磁性件5和第二磁性件6为永磁体。 

如图1和图2所示，所述驱动齿轮3上具有用于与发动机飞轮相啮合的 齿轮部30以及径向较大部31，且所述驱动齿轮3的径向较大部31位于驱动齿轮3的临近减速机构的一侧，所述驱动齿轮3具有一中心孔32，所述驱动轴4穿过所述中心孔32，所述中心孔32的位于径向较大部31的部分具有内斜齿，且与驱动轴4上的斜齿相配合。所述径向较大部31设有四个螺纹孔34，且径向较大部31的端面上围绕中心孔32设置有一第一弹簧槽35。 

如图3所示，所述驱动轴4具有一法兰端40、斜齿部41以及光轴部42，所述驱动轴4通过该法兰端40与减速机构连接，所述斜齿即是设置在斜齿部41上，所述驱动齿轮3通过该斜齿部41与驱动轴4斜齿配合，所述驱动轴4的支撑在前端盖2上的光轴部42一端还设置有一用于限制驱动齿轮3轴向移动的挡环7。所述驱动轴4的法兰端40朝向斜齿部41的端面上设置有四个螺纹孔44，且在该端面上还设置有第二弹簧槽43。请参阅图1和图5，作为一种实施方式，上述第二磁性件6设置在前端盖2与驱动齿轮3处于初始位置时的第一磁性件5相对应的且相互错开达到力平衡的位置也是指弹簧处于原始状态时，驱动齿轮3靠近法兰端40的位于驱动轴4的斜齿部41的初始位置，也就是第一磁性件5所处的位置，即此时第二磁性件6相应地处于与第一磁性件5错开的且达到力平衡而静止的位置。 

所述复位组件包括第一弹簧压盖80、第二弹簧压盖84和弹簧9，所述第一弹簧压盖80具有第一通孔82，所述第二弹簧压盖84具有第二通孔86，所述驱动轴4穿过第一通孔82和第二通孔86。所述弹簧9一端通过第一弹簧压盖80固定在驱动齿轮3上，所述第一弹簧压盖80通过螺钉88固定在驱动齿轮3的螺纹孔34中；所述弹簧9另一端通过第二弹簧压盖84固定在驱动轴4的法兰端40上，所述第二弹簧压盖84通过螺钉89固定在驱动轴4的法兰端40上的螺钉孔44中。如图1所示，所述驱动齿轮3处于初始位置时弹簧9处于原始状态。 

所述第一弹簧压盖80设置有第一压槽81，所述第二弹簧压盖84设置有 第二压槽85，所述弹簧9两端分别通过第一压槽81与第一弹簧槽35的配合以及第二压槽85与第二弹簧槽43的配合固定在驱动齿轮3上和驱动轴4上。 

所述第一磁性件5设置在所述驱动齿轮3径向较大部31的外表面；所述第二磁性件6设置在前端盖2内表面的与驱动齿轮3处于初始位置时的第一磁性件5的相对应的且错开的位置上。作为一种实施方式，本实施例中，所述第一磁性件5和第二磁性件6的截面形状均为T型，为均设置成弧形的板状结构；所述的驱动齿轮3径向较大部31与前端盖2内表面分别设置有用于与第一磁性件5和第二磁性件6配合安装的弧形的T型槽结构33、21。当然，所述第一磁性件5和第二磁性件6的截面形状还可以是其它形状，前端盖2内表面也可以设置有相应形状的用于与第一磁性件5和第二磁性件6配合的安装结构。比如，第一磁性件5和第二磁性件6的截面形状可以是长条形，通过前端盖2内表面的安装结构也可以是长条形的槽，通过胶把第一磁性件5和第二磁性件6粘贴到前端盖2内表面的安装结构中。 

所述第一磁性件5与第二磁性件6之间间隙设置，使第一磁性件5与第二磁性件6之间形成气隙，产生磁力，其中间隙值设置为0.1mm-2mm，该间隙值的设置主要依据磁性强弱进行区分，一般地，间隙越小越好。 

作为一种实施方式，本实施例中，所述第一磁性件5可以设置为两个，且相对称地设置在驱动齿轮3的径向较大部31的外表面，所述第二磁性件6也相应的设置为两个，且相对称地设置在前端盖2的内表面上。并且所述第一磁性件5与第二磁性件6相对的两表面的磁极相同，利用了磁极同性相斥的基本原理。作为一种实施方式，本实施例中，第一磁性件5与第二磁性件6相对的表面的磁极均为S极或均为N极。即是本实施例中，第一磁性件5与第二磁性件6所产生的磁力矩为相互的排斥力的力矩，当起动机开始工作时，电动机1开始工作，所述驱动齿轮3在第一磁性件5与第二磁性件6产生的磁力矩，且在驱动轴4对驱动齿轮3产生的旋转力矩以及复位组件的弹 簧9产生的扭转力矩的合力的共同作用下，也就是说，由于第一磁性件5与第二磁性件6之间的磁性排斥力使得第一磁性件5在驱动轴4的旋转力矩以及弹簧9产生的扭转力矩的共同作用下仍无法旋转并经过第二磁性件6，即是第一磁性件5被阻止于第二磁性件6无法实现旋转，如此便使驱动齿轮3可以沿驱动轴4的轴向方向上移动。 

所述第一磁性件5和第二磁性件6之间的磁力矩可以设置为等于或略大于驱动轴4对驱动齿轮3产生的旋转力矩与复位组件的弹簧9产生的扭转力矩的合力，本实施例中，可以为大于1N.m且小于等2N.m。所述第一磁性件5和第二磁性件6之间的磁力矩是随着驱动齿轮3的轴向移动而变化的，当起动机未工作时，所述第一磁性件5和第二磁性件6之间的磁力矩是比较大的，当驱动齿轮3与发动机飞轮完全啮合后，第一磁性件5和第二磁性件6之间周向的磁力矩应当变得较小。 

当然，所述第一磁性件5和第二磁性件6还可以为相应的两个以上，进行上述的相适应性地设置，使第一磁性件5与第二磁性件6之间相互错开且处于力平衡位置。 

另外，作为一种实施方式，所述的第一磁性件5和第二磁性件6可以为电磁线圈，其安装方式也可以结合类似于上述所描述的对第一磁性件5和第二磁性件6的安装方式，其控制方式也可以结合本领域中所公知的控制方式，控制电磁线圈的电流通电时间和电流大小等等。其中，其电流通电时间可以是发动机起动后，使驱动齿轮3复位即可停止通电，其电流大小的控制满足上述的采用永磁体的要求即可。 

以下将对本发明的发动机起动机的基本工作原理作一个简单介绍： 

当起动点火钥匙时，起动机接线柱便通过继电器导通电源，电动机1旋转，输出轴输出动力并在减速机构的作用下将动力传送到驱动轴4上，进而驱动轴4带动与其斜齿配合的驱动齿轮3产生旋转的趋势，但是由于在起动 机未工作时的初始位置时，驱动齿轮3上的第一磁性件5和第二磁性件6之间产生较强的相互排斥的磁力使第一磁性件5和第二磁性件6相互错开，所述的相互排斥磁力与驱动轴4对驱动齿轮3产生的旋转力矩以及复位组件的弹簧9产生的扭转力矩的共同作用，进而使驱动齿轮不能随驱动轴4旋转，而是在驱动轴4的轴向方向上平移，直至驱动齿轮3移动到与发动机飞轮相啮合的临界点时，可能产生的两种情况：或是驱动齿轮3与所述发动机飞轮顺利啮合；或是驱动齿轮3与发动机飞轮刚好发生打齿时(即是指驱动齿轮3与发动机飞轮之间齿与齿刚好对撞为俗称的“打齿”现象)，所述驱动齿轮3不能在驱动轴4上作轴向移动，并在电动机1旋转力的驱动作用下，所述驱动轴4对驱动齿轮3的旋转力矩克服第一磁性件5与第二磁性件6之间的磁力矩与复位组件的弹簧9产生的扭转力矩的合力，使所述驱动齿轮3产生一定的转角，在旋转过程中，驱动齿轮3的齿刚好与与发动机飞轮的的齿完全不发生打齿现象时，两者顺利啮合。 

驱动齿轮3与发动机飞轮刚好实现啮合的瞬间，第一磁性件5与第二磁性件6之间由于在轴向方向上的交错量已经很小，相排斥的磁力矩也变得较小了，而发动机飞轮与驱动齿轮3之间存在相对较大的作用于周向方向的扭矩，该扭矩略大于驱动齿轮3与发动机飞轮未啮合之前的第一磁性件5与第二磁性件6之间的最小磁力矩，也就是说，该扭矩克服了所述驱动轴4对驱动齿轮3的旋转力矩与复位组件的弹簧9产生的扭转力矩的合力，所以在此扭矩的作用下，使驱动齿轮3仍沿着驱动轴4的轴向方向移动；直至驱动齿轮3与发动机飞轮完合啮合时，由于驱动轴4上的挡环7的限位作用，此时驱动齿轮3不再作轴向移动，则驱动轴4带动驱动齿轮3同步旋转，进而驱使发动机飞轮旋转并使发动机启动，从而完成发动机起动机的前半周期的工作。在驱动齿轮3的整个的轴向移动的过程中，驱动齿轮3相对于壳体1只可能发生略微的旋转行程。 

当发动机启动后，发动机起动机停止工作，发动机飞轮的转速将驱动齿轮3的转速相同直至超过，此时，发动机飞轮将不再与驱动齿轮3产生作用于周向方向的扭矩，在复位组件的弹簧9的回复扭转力以及磁性组件的共同作用下，驱动齿轮3在旋转过程中将朝着电动机1的方向退出与发动机飞轮的啮合，直至被拉回至其在驱动轴4的初始位置上，则完成整个起动过程。 

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。 

Claims (13)

1.一种发动机起动机，包括电动机、减速机构、驱动齿轮以及前端盖，所述电动机与减速机构连接，所述减速机构连接有一驱动轴，所述驱动轴上设置有与驱动轴配合的可沿驱动轴的轴向方向移动的驱动齿轮，其特征在于：所述发动机起动机还包括一磁性组件，所述磁性组件包括第一磁性件和第二磁性件，所述第一磁性件设置在驱动齿轮上，所述第二磁性件设置在前端盖的与驱动齿轮处于初始位置时的第一磁性件相对应的且相互错开达到力平衡的位置上，所述第一磁性件和第二磁性件具有相互排斥的磁力；所述的发动机起动机还包括复位组件，所述驱动齿轮通过复位组件与驱动轴连接。

2.如权利要求1所述的发动机起动机，其特征在于：所述复位组件包括第一弹簧压盖、第二弹簧压盖和弹簧，所述弹簧一端通过第一弹簧压盖固定在驱动齿轮上，所述弹簧另一端通过第二弹簧压盖固定在驱动轴上，所述驱动齿轮处于初始位置时所述弹簧处于原始状态。

3.如权利要求2所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一弹簧压盖设置有第一压槽，所述第二弹簧压盖设置有第二压槽，所述弹簧两端分别通过第一压槽和第二压槽固定在驱动齿轮上和驱动轴上。

4.如权利要求2所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一弹簧压盖具有第一通孔，所述第二弹簧压盖具有第二通孔，所述驱动轴穿过第一通孔和第二通孔。

5.如权利要求1所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一磁性件与第二磁性件相对的两表面的磁极相同。

6.如权利要求1所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一磁性件与第二磁性件之间间隙设置。

7.如权利要求1所述的发动机起动机，其特征在于：所述驱动齿轮具有用于与发动机飞轮相啮合的齿轮部以及径向较大部，所述驱动齿轮的径向 较大部位于驱动齿轮的临近减速机构的一侧。

8.如权利要求7所述的发动机起动机，其特征在于：所述驱动齿轮具有一中心孔，所述驱动轴穿过所述中心孔，所述中心孔的位于径向较大部的部分具有内斜齿。

9.如权利要求8所述的发动机起动机，其特征在于：所述驱动轴具有一法兰端、斜齿部以及光轴部，所述驱动轴通过该法兰端与减速机构连接，所述驱动轴通过该斜齿部与驱动齿轮的内斜齿配合。

10.如权利要求9所述的发动机起动机，其特征在于：所述驱动轴的支撑在前端盖上的光轴部一端还设置有一用于限制驱动齿轮轴向移动的挡环。

11.如权利要求7所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一磁性件设置在所述驱动齿轮径向较大部的外表面；所述第二磁性件设置在前端盖内表面的与驱动齿轮处于初始位置时的第一磁性件的相对应的且相互错开达到力平衡的位置上。

12.如权利要求6所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一磁性件为多个且周向等间距地设置在驱动齿轮的径向较大部的外表面，所述第二磁性件为多个且周向等间距地设置在前端盖的内表面。

13.如权利要求11所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一磁性件和第二磁性件的截面形状均为T型，均设置为弧形的板状结构；所述的驱动齿轮径向较大部与前端盖内表面分别设置有用于与第一磁性件和第二磁性件配合安装的弧形的T型槽结构。 

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